Пу Чжан (Pu Zhang) – доцент кафедры машиностроения университета Бингемтона (Нью-Йорк) совместно со своими студентами Фангхангом Денгом (Fanghang Deng) и Куангом-Кха Нгуеном (Quang-Kha Nguyen), разработал то, что он назвал «первой жидкой металлической решеткой в мире». Изделие состоит из сплава Филдса, а по своим свойствам напоминает робота из жидкого металла из культового фильма 1991 года «Терминатор 2: Судный день».
В сплав Филдса (он так назван в честь изобретателя Саймона Келлена Филдса) входит висмут, индий и олово. Из-за относительно низкой температурой плавления он становится жидким уже при 62°C. В настоящее сплав Филдса используется в качестве жидкометаллического теплоносителя в ядерной технике, но команда Пу Чжана нашла другие возможности его применения. Ученые объединили материал металлической решетки с резиновой оболочкой в – процессе, который объединил 3D-печать, вакуумное литье и конформное покрытие. «Каркас оболочки обеспечивает сохранение общей формы и целостности. Мы потратили более полугода на разработку производственного процесса, потому что этот новый материал решетки очень трудно обрабатывать. Нужно было найти лучшие материалы и режимы обработки», – так охарактеризовал сложности своей работы руководитель проекта.
Ученые уже создали серию прототипов, которые восстанавливают свою форму после нагревания до точки плавления. Среди них – антенны в виде паутины, соты, футбольные мячи и искусственная рука, которая медленно разгибается при плавлении металлической решетки. Впрочем, поле для применения жидкого металла намного шире. Когда жидкий металл находится в твердом состоянии, он очень прочный. При физическом воздействии он поглощает энергию удара, но затем, после некоторого нагрева и охлаждения, возвращается к своей первоначальной форме.
Пу Чжан видит в своем исследовании много возможностей для NASA или частных космических компаний. Например, разработчики спутников могут уложить большую антенну-«паутину» в совсем небольшой ящик, а затем развернуть ее на орбите. Модули для будущих поселений на Луне или Марсе, изготовленные из жидкого металла, занимали бы минимум места в трюмах космического корабля, но затем на месте их можно было бы запросто развернуть до оригинального размера. Или вот еще пример. Из жидкого металла можно делать подушки приземления космических кораблей. В то время, как алюминий и сталь безвозвратно деформируются при контакте с поверхностью, жидкий металл будет достаточно нагреть – и он примет свою прежнюю форму. Но конечная цель проекта все же построить робота из жидкого металла. «Теперь у нас есть рука, поэтому мы на шаг впереди», – несмотря на все предостережения киноленты, ученый сморит в будущее с оптимизмом.
